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Amazon EBS I/O 특성 및 모니터링

지정된 볼륨 구성에서 특정 I/O 특성은 EBS 볼륨의 성능 동작을 구동합니다.

애플리케이션에서 SSD 및 HDD 볼륨의 성능을 이해하려면 볼륨에 대한 수요, 사용 가능한 IOPS의 양, I/O 작업이 완료되는 데 걸리는 시간, 볼륨의 처리량 제한 간의 연결을 알아야 합니다.

IOPS

IOPS는 input/output operations per second. The operations are measured in KiB, and the underlying drive technology determines the maximum amount of data that a volume type counts as a single I/O. I/O size is capped at 256 KiB for SSD volumes and 1,024 KiB for HDD volumes because SSD volumes handle small or random I/O 볼륨보다 훨씬 더 효율적으로 HDD를 나타내는 측정 단위입니다.

작은 I/O 작업이 물리적으로 순차적인 경우 Amazon EBS는 최대 I/O 크기까지 단일 I/O 작업으로 병합하려고 시도합니다. 마찬가지로 I/O 작업이 최대 I/O 크기보다 크면 Amazon EBS는 이를 더 작은 I/O 작업으로 분할하려고 시도합니다. 다음 표에 몇 가지 예가 나와 있습니다.

따라서 3,000 SSD를 지원하는 IOPS 기반 볼륨을 생성하고(3,000 IOPS로 io1 또는 io2 볼륨을 프로비저닝하거나, gp2 볼륨을 1,000GiB로 조정하거나, gp3 볼륨을 사용하여) 충분한 대역폭을 제공할 수 있는 EBS 최적화 인스턴스에 연결하면 I/O 크기에 따라 처리량이 결정되는 초당 최대 3,000I/O의 데이터를 전송할 수 있습니다.

볼륨 대기열 길이 및 지연 시간

볼륨 대기열 길이는 디바이스에 대해 보류 중인 I/O 요청 수입니다. 지연 시간은 I/O 작업의 true end-to-end 클라이언트 시간입니다. 즉, I/O를 EBS로 보내는 것과 I/O 읽기 또는 쓰기가 완료되었다는 EBS의 확인을 받는 것 사이의 경과 시간입니다. 게스트 운영 체제 또는 EBS에 대한 네트워크 링크에서 병목 현상이 발생하지 않도록 대기열 길이를 I/O 크기 및 지연 시간으로 올바르게 보정해야 합니다.

최적의 대기열 길이는 특정 애플리케이션의 IOPS 및 지연 시간에 대한 민감도에 따라 워크로드마다 다릅니다. 워크로드가 EBS 볼륨에 사용할 수 있는 성능을 완전히 사용하기에 충분한 I/O 요청을 전달하지 못하는 경우 볼륨이 프로비저닝한 IOPS 또는 처리량을 전달하지 못할 수 있습니다.

트랜잭션 집약적 애플리케이션은 I/O 지연 시간 증가에 민감하며 SSD 기반 볼륨에 적합합니다. 대기열 길이가 짧고 볼륨에 사용할 수 있는 IOPS 수가 많으면 지연 시간을 줄이면서 높은 IOPS를 유지할 수 있습니다. 사용 가능한 것보다 볼륨에 IOPS를 더 많이 지속적으로 구동하면 I/O 지연 시간이 증가할 수 있습니다.

처리량 집약적인 애플리케이션은 I/O 지연 시간 증가에 덜 민감하며 HDD 기반 볼륨에 적합합니다. 대규모 순차 I/O를 수행할 때 높은 대기열 길이를 유지하여 HDD 지원 볼륨에 대한 높은 처리량을 유지할 수 있습니다.

I/O 크기 및 볼륨 처리량 제한이 없음

SSD 기반 볼륨의 경우 I/O 크기가 매우 크면 볼륨의 처리량 한도에 도달하기 때문에 프로비저닝된 것보다 적은 수의 IOPS가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 버스트 크레딧을 사용할 수 있는 1,000GiB 미만의 gp2 볼륨은 IOPS 한도가 3,000이고 볼륨 처리량 한도가 250 MiB/s. If you are using a 256 KiB I/O size, your volume reaches its throughput limit at 1000 IOPS (1000 x 256 KiB = 250 MiB). For smaller I/O sizes (such as 16 KiB), this same volume can sustain 3,000 IOPS because the throughput is well below 250 MiB/s. (These examples assume that your volume's I/O인 경우 인스턴스의 처리량 한도에 도달하지 않습니다.) 각 EBS 볼륨 유형의 처리량 제한에 대한 자세한 내용은 섹션을 참조하세요Amazon EBS 볼륨 유형.

더 작은 I/O 작업의 경우 인스턴스 내부에서 측정된 higher-than-provisioned IOPS 값이 표시될 수 있습니다. 이는 인스턴스 운영 체제가 작은 I/O 작업을 Amazon EBS로 전달하기 전에 더 큰 작업으로 병합할 때 발생합니다.

워크로드가 HDD 지원 st1 및 sc1 볼륨에서 순차적 I/O를 사용하는 경우 인스턴스 내부에서 IOPS 측정된 예상보다 많은 Word 수가 발생할 수 있습니다. 인스턴스 운영 체제가 순차 I/O를 병합하고 1,024KiB 크기 단위로 계산되는 경우에 이런 결과가 발생합니다. 워크로드가 소용량 또는 랜덤 I/O를 사용하는 경우 예상보다 적은 처리량을 관찰할 수 있습니다. 이는 각 무작위 비순차 I/O를 총 IOPS 수에 계산하기 때문입니다. 이로 인해 예상보다 더 빨리 볼륨의 IOPS 한도에 도달할 수 있습니다.

EBS 볼륨 유형이 무엇이든 구성에서 예상되는 IOPS 또는 처리량이 발생하지 않는 경우 EC2 인스턴스 대역폭이 제한 요소가 아닌지 확인하세요. 항상 최신 세대의 EBS 최적화 인스턴스(또는 EBS 볼륨에 10 Gb/s network connectivity) for optimal performance. Another possible cause for not experiencing the expected IOPS is that you are not driving enough I/O가 포함된 인스턴스)를 사용해야 합니다.

CloudWatch를 사용하여 I/O 특성 모니터링

각 볼륨의 CloudWatch 볼륨 지표를 사용하여 이러한 I/O 특성을 모니터링할 수 있습니다.

멈춘 I/O 모니터링

VolumeStalledIOCheck는 EBS 볼륨의 상태를 모니터링하여 볼륨이 손상된 시기를 결정합니다. 지표는 EBS 볼륨이 I/O 작업을 완료할 수 있는지 여부에 따라 0 (합격) 또는 1 (불합격) 상태를 반환하는 이진 값입니다.

지표가 실패하면 VolumeStalledIOCheck AWS 에서 문제를 해결할 때까지 기다리거나 영향을 받는 볼륨을 교체하거나 볼륨이 연결된 인스턴스를 중지하고 다시 시작하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 대부분의 경우이 지표가 실패하면 EBS는 몇 분 이내에 볼륨을 자동으로 진단하고 복구합니다. 의 I/O 일시 중지 작업을 사용하여 제어된 실험 AWS Fault Injection Service 을 실행하여이 지표를 기반으로 아키텍처와 모니터링을 테스트하여 스토리지 장애에 대한 복원력을 개선할 수 있습니다.

볼륨의 I/O 지연 시간 모니터링

VolumeAvgReadLatency 및 VolumeAvgWiteLatency 지표를 각각 사용하여 Amazon EBS 볼륨의 읽기 및 쓰기 작업에 대한 평균 지연 시간을 모니터링할 수 있습니다.

I/O 지연 시간이 필요한 것보다 높으면 애플리케이션이 볼륨에 프로비저닝한 것보다 더 많은 IOPS 또는 처리량을 구동하려고 시도하지 않는지 확인하세요. 다음 공식을 사용하여 특정 기간 동안 볼륨으로 구동되는 평균 IOPS 및 처리량을 계산한 다음 이를 볼륨의 프로비저닝된 IOPS 및 처리량과 비교합니다.

                                  Sum(VolumeReadOps) + Sum(VolumeWriteOps) 
Estimated average IOPS in ops/s = ----------------------------------------
                                        Period - Sum(VolumeIdleTime)

                                        (Sum(VolumeReadBytes) + Sum(VolumeWriteBytes)) / 1024
Estimated average throughput in KiB/s = -----------------------------------------------------
                                                    Period - Sum(VolumeIdleTime)

또한 VolumeIOPSExceededCheck 및 VolumeThroughputExceededCheck 지표를 모니터링하여 워크로드가 지정된 1분 동안 볼륨의 프로비저닝된 성능보다 더 큰 IOPS 또는 처리량을 지속적으로 유도하려고 시도했는지 여부를 확인할 수 있습니다. 피동 IOPS가 볼륨의 프로비저닝된 IOPS 성능을 지속적으로 초과하는 경우 지표는 VolumeIOPSExceededCheck를 반환합니다1. 구동된 처리량이 볼륨의 프로비저닝된 처리량 성능을 지속적으로 초과하는 경우 지표는 VolumeThroughputExceededCheck를 반환합니다1. 구동 IOPS 및 처리량이 볼륨의 프로비저닝된 성능 내에 있는 경우 지표는를 반환합니다0.

애플리케이션에 볼륨에서 제공할 수 있는 것보다 많은 수의 IOPS가 필요한 경우 다음 중 하나를 사용하는 것이 좋습니다.

HDD 기반 st1 및 sc1 볼륨은 최대 I/O 크기 1,024KiB를 활용하는 워크로드에서 가장 잘 작동하도록 설계되었습니다. 볼륨의 평균 I/O 크기를 확인하려면 VolumeWriteBytes로 나눕니다VolumeWriteOps. 읽기 작업에도 같은 계산 방법이 적용됩니다. 평균 I/O 크기는 64KiB 미만이며, st1 또는 sc1 볼륨으로 보내는 I/O 작업의 크기가 큰 경우 성능을 개선해야 합니다.

gp2, st1및 sc1 볼륨에 대한 버스트 버킷 밸런스 모니터링

BurstBalance는 gp2, st1, sc1 볼륨에 대한 버스트 버킷 잔고를 남은 잔고에 대한 비유로 표시합니다. 버스트 버킷이 모두 사용되면 볼륨 I/O(gp2 볼륨용) 또는 볼륨 처리량(st1 및 sc1 볼륨용)이 기준 수준으로 스로틀링됩니다. BurstBalance 값을 확인하여 이런 이유로 볼륨이 조절되는지 판단합니다. 사용 가능한 Amazon EBS 지표의 전체 목록은 및 Nitro 기반 인스턴스에 대한 Amazon EBS에 대한 Amazon CloudWatch 지표 Amazon Word 지표를 참조하세요. EBS

실시간 I/O 성능 통계 모니터링

Nitro 기반 Amazon EBS 인스턴스에 연결된 Amazon EC2 볼륨에 대한 실시간 세부 성능 통계에 액세스할 수 있습니다.

이러한 통계를 결합하여 평균 지연 시간과 IOPS를 도출하거나 I/O 작업이 완료되고 있는지 확인할 수 있습니다. 애플리케이션이 EBS 볼륨 또는 연결된 인스턴스의 프로비저닝된 IOPS 또는 처리량 제한을 초과한 총 시간을 볼 수도 있습니다. 시간이 지남에 따라 이러한 통계의 증가를 추적하여 프로비저닝된 IOPS 또는 처리량 제한을 늘려 애플리케이션 성능을 최적화해야 하는지 여부를 식별할 수 있습니다. 자세한 성능 통계에는 읽기 및 쓰기 I/O 작업에 대한 히스토그램도 포함되며,이 히스토그램은 지연 시간 밴드 내에서 완료된 I/O 작업의 총 수를 추적하여 I/O 지연 시간을 분산합니다.

자세한 내용은 Amazon EBS 세부 성능 통계 단원을 참조하십시오.

관련 리소스

Amazon EBS I/O 특성에 대한 자세한 내용은 re:Invent 프레젠테이션: Amazon EBS: Designing for Performance를 참조하세요.